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霉菌及霉菌毒素的相关知识_艾浩尔防霉抗菌

霉菌及霉菌毒素的相关知识_艾浩尔防霉抗菌


目前,环境污染和可持续性发展已成为各国关注的主题,环境的恶化和生态平衡的破坏,已成为人类社会面临的严重威胁之一。环境的污染和恶化打破了我们周围微生物的生态平衡,污染给各种细菌、霉菌的繁衍生存创造了条件,使有害微生物无处不在,防不胜防。有害病菌引起的各种疾病严重危害着人类的健康,甚至导致死亡,这方面的报导时常见诸报刊。前几年突如其来的非典等流行疾病给社会所带来的危害和恐慌更是触目惊心。由此可见,对环境的治理,已不仅只是清除空气、水等物质中的有害物质,同时还包括抗菌防霉等方面的工作。

有害细菌的危害早已家喻户晓,最近“超级细菌”也频频在各大网络上出现,但对生活中常见的霉菌大家还不够重视。最近有研究表明,室内的霉菌还是引起眼充血、慢性鼻炎、哮喘、过敏性肺泡炎的元凶,某些霉菌毒素具有强烈的三致性,摄入后会引起人畜的急性或慢性霉菌中毒症(mycotoxicosis)。

霉菌

一、霉菌、霉菌病及霉菌毒素(mycotoxin)的定义:

1.霉菌是指在形态上有细胞壁,不含叶绿素,无根、茎之分,营寄生或腐生方式生存的生物。:

2.霉菌病是指霉菌侵袭宿主并在宿主组织细胞内增值所引起的病变。

3.霉菌毒素是一些霉菌(主要为曲霉属、青霉属及镰孢属)在生长过程中产生的易引起人和动物病理变化和生理变化的次级代谢产物,毒性很高。

二、霉菌毒素的发现:

人们在生活实践中早已对霉菌有一定的认识,我国乌苏里江地区农民,很早就发现赤霉病麦,进食后会引起昏迷,而称为“迷神麦”。1960年英国发生了因黄曲霉毒素而引起的约10万只火鸡急性中毒死亡,并在第二年证实其有强烈的致癌性以后,震惊了世界,才引起了广泛的注意和高度重视。近几十年来,对霉菌毒素的研究发展很快,产霉菌毒素的霉菌类别主要有青霉属、曲霉属、镰孢属、分枝孢属、木霉属、葡萄状穗霉属等。按化学结构计算,估计有300种霉菌代谢产物对人类和动物是有毒的,可能还会有其他霉菌毒素被相继发现。

三、主要产毒霉菌的种类:

(一)曲霉属(Aspergillus)

曲霉在自然界分布极为广泛,对有机质分解能力很强。曲霉属中可产生毒素的种有黄曲霉(A.flavus)、烟曲霉(A.fumigatus)、赫曲霉(A.ochraceus)、绿垂曲霉(A.viride-nutens)、杂色曲霉(A.versicolor)、构巢曲霉(A.nidulans)、寄生曲霉(A.parasiticus)和谢瓦曲霉(A.chevalieri)等。

(二)青霉属(Penicillium)

青霉分布广泛,种类很多,经常存在于土壤和粮食及果蔬上。青霉中可产生毒素的种有岛青霉(P.islandicum)、桔青霉(P.citrinum)、黄绿青霉(P.citreoviride)、徘徊青霉(P.palitans)、娄底青霉(P.rogueforti)、红色青霉(P.rubrum)、皱褶青霉(P.rugulosum)、扩展青霉(P.expansum)、圆弧青霉(P.cyclopium)、纯绿青霉、展青霉(P.patulum)、斜卧青霉(P.decumbens)、疣孢青霉(P.verruculocum)等。

(三)镰孢霉菌属(Fusarium)

镰孢菌属包括的种很多,其中大部分是植物的病原菌,并能产生毒素。如禾谷镰刀菌(F.graminearum)、三隔镰孢霉(F.trincintum)、玉米赤霉、梨孢镰刀菌(F.poae)、无孢镰刀菌、禾雪镰孢霉(F.nivale)、串珠镰孢(F.moniliforme)、拟分枝镰孢(F.sparotrichioides)、木贼镰刀菌、粉红镰刀菌等。

(四)链格孢属(Alternaria)

交链孢霉广泛分布于土壤和空气中,有些事植物病原菌,可引起果蔬的腐败变质,产生毒素,也是污染粮食、烟草等植物的常见霉菌。其毒素主要有交链孢霉酚-甲基醚、细交链孢霉烯等。

(五)其它菌属

分枝孢属、粉红单端孢霉、木霉属、漆斑菌属、葡萄状穗霉属等。


四、主要霉菌毒素介绍:

(一)黄曲霉毒素(Atlatoxin,简称AFT或AT)

AT主要由黄曲霉或寄生曲霉分泌一类结构相似的化合物,基本结构都有二呋喃环合香豆素,现已分离出B1、B2、G1、G2、B2a、G2a、M1、M2、P1等十几种,其中毒性和致癌性最强的为黄曲霉素B1(AFBl),其毒性比眼镜蛇的毒汁还毒,约为氰化钾的10倍;其次是G1、M1和B2。B1也是天然发生污染食品致癌剂最强的一种。即使在含量极低时仍具有很大的毒性,如给大鼠每天投入5μg的AF,仅一个月便可致癌。

黄曲霉毒素B1(AFB1)可抑制DNA、RNA的合成,还可破坏凝血机制、破坏某些酶类等,从而产生中毒症状或致癌。中毒症状主要表现为食欲不振、嗜睡、黄疸,严重的会出现腹水、下肢浮肿、肝细胞变性甚至肝硬化等。

(二)赭曲霉毒素( ochratoxins,简称OTA) 

赭曲霉毒素是由赭曲霉、硫色曲霉等产生的包括7种结构类似的化合物。其中赭曲霉毒素A毒性最大,是一种很强的肾脏毒(大鼠经口LD50为20 mg/kg),并有致畸性和致癌性,现已受到广泛关注,被世界卫生组织的癌症研究机构划定为IIB类致癌物。该毒素可抑制ATP酶、琥珀酸脱氢酶以及细胞色素C氧化酶。

OTA在国内某些地区的分布比黄曲霉素更为广泛,污染的谷物主要为麦类及玉米。中毒现象造成肾肿大、也可造成肠炎、淋巴坏疽、肝肿大等。虽然OTA单独作用时致死率不高,但它常存在于含AF的玉米中起协同作用,使AF的有害作用增大增强。

(三)灰黄霉素

灰黄霉素是灰黄青霉、黑青霉、展青霉、荨麻青霉等多种青霉的代谢产物,在临床上是一种治疗皮肤癣病的抗生素,后来发现对小鼠有毒性和致癌性。用含0.5%~2.5%灰黄霉素的饲料喂小鼠,出现肝肿大,肝细胞坏死,小胆管增生。当一次大剂量给毒后,可见大鼠骨髓及小肠有显著核分裂。

(四)杂色曲霉菌素(Sterigmatocystin,简称ST)

杂色曲霉素又称柄曲霉素,目前已知能产生杂色曲霉素的霉菌有杂色曲霉、构巢曲霉、黄曲霉和寄生曲霉等,但以杂色曲霉为主要产毒菌。ST在自然界中广泛存在,最初是1954年从杂色曲霉的培养物中分离出来,结构与AFBl相似,且可以转化为AFBl。事实上,杂色曲霉毒素和其氧甲基衍生物是黄曲霉素生物合成过程的中间体。

试验研究证明ST是一种很强的肝及肾脏毒素,可以导致动物的肝癌、肾癌、皮肤癌和肺癌,其致癌性仅次于黄曲霉毒素。由于在其污染的食物上产毒量比黄曲霉大,从而认为可能存在比黄曲霉毒素更大的危险性。

(五)展青霉素(Patulin,简称Pat)

Pat可由扩张青霉、展青霉、荨麻青霉、棒曲霉和土曲霉等产生,该毒素可溶于水、乙醇,在碱性溶液中不稳定,易被破坏。Pat属于神经毒物,具有致畸性和致癌性,在水果制品中的污染较为严重。对小鼠急性中毒表现为胃肠道充血扩张、水肿、出血和黏膜溃疡。

(六)单端孢霉烯族毒素(Trichothecenes)

单端孢霉烯族毒素是镰刀菌属中的一些种产生的次生代谢产物,其中主要产毒菌为三线镰刀菌。该类毒素的作用机制主要是抑制蛋白质、RNA、DNA等大分子物质的合成,破坏细胞膜和酶类的功能,对造血系统和免疫系统有较强的毒作用。中毒后呕吐、腹泻,严重时损伤造血组织。而在这类霉菌毒素中,T-2毒素的毒性最强(猪静注LD50=1.2mg/kg),具有明显的细胞毒,而且是体内蛋白质合成的抑制剂,有致畸性和致突变性。

而且,从流行病学、病理学、实验动物模型等几方面证实,引起大骨节病的病因物质是病区产谷物内超常聚集的T-2毒素,从而解决了困扰世界医学界150多年的难题。

(七)玉米赤霉烯酮(zear-alenone,ZEN) 

玉米赤霉烯酮又称F-2毒素,是由镰孢属中某些产毒菌如粉色镰刀菌、玉米赤霉菌代谢产生具有雌激素作用的毒素,已知其衍生物有15种以上。主要污染小麦、大米、玉米、荞麦等谷物,是一种生殖系统毒素,有强烈致畸作用。它还具有免疫毒性,对肿瘤发生也有一定影响,对人和动物的健康有潜在危害。

(八)伏马毒素B(Fumonisin,简称FB)

伏马菌素是1989年发现的一种新型毒素,是一组由串株镰孢、轮状镰孢、多育镰孢和其他一些镰孢菌种产生的霉菌毒素。从伏马菌素中分离出两种结构相似的有毒物质,分别被命名为伏马菌素B1(FB1)和伏马菌素B2(FB2)。

FB是一类细胞毒,也是致癌物质。其中FB1毒性最强,研究证实,伏马毒素可导致马产生脑白质软化症和神经性中毒;对猪产生肺水肿综合征;危害灵长类动物的肝脏和肾脏,并被怀疑可诱发人类患食管癌等疾病。

另外,被FB污染的粮食常常伴有另外一种非常重要的霉菌毒素——黄曲霉毒素的存在,这更增加了对人和牲畜危害的严重性。

(九)串株镰刀菌素(Moniliformin,简称MON)

串珠镰刀菌素是由污染玉米等作物的串珠镰刀菌产生次级代谢物,属剧毒物。该毒素主要通过抑制丙酮酸脱氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等发生作用。研究表明MON对人和动物有很强的心脏毒,以损害心血管系统为特征。中毒死亡后可见心肌坏死性病变,近年研究表明该毒素可能是克山病主因。

(十)脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivaleno,简称DON)

脱氧雪腐镰刀菌烯醇又名呕吐毒素(vomintox-in),是镰刀菌霉的次级代谢产物。DON毒性较低,但它最易出现,因此在农产品中DON发病率最高。研究表明DON主要影响动物的免疫系统及胃肠道。另外,DON也能引起人的头痛、头晕、呕吐、腹泻和中枢神经功能紊乱等症状。

(十一)桔霉素

桔青霉或土曲青霉污染大米、小麦等后形成桔青霉黄变米,米粒呈黄绿色,其实这是桔青霉产生了一种具有神经毒性的次级代谢产物——桔青霉毒素。研究表明该毒素难溶于水,为一种肾脏毒,可导致实验动物肾脏肿大,肾小管扩张和上皮细胞变性坏死。此外,还发现其有致畸作用。

(十二)交链孢霉毒素

交链孢霉产生毒素主要有:交链孢霉酚(Alternariol,简称AOH)、交链孢霉甲基醚(Alternariol methyl ether,简称AME)、交链孢霉烯(Altenuene,简称ALT)。AOH和AME有致癌和致突变作用。交链孢霉主要为果蔬类的常见霉菌,可引起许多果蔬发生腐败变质。不过交链孢霉毒素在自然界产生水平低,一般不会导致人或动物发生急性中毒,但长期食用其慢性毒性值得注意。

五、引起的深思:

霉菌及霉菌毒素危害人体健康主要有以下途径:

(1)是吃进由霉菌毒素污染食物,引起中毒或产生致癌,危害人体健康;

(2)是通过呼吸系统感染霉菌,可引起霉菌性肺炎等疾病;

(3)是霉菌引起的过敏性疾病,如支气管哮喘、皮炎等。

过去对霉菌毒素的研究多集中于其对粮食食品的污染,近年来对空气中霉菌毒素的报道亦日见增多。随着气温逐渐上升以及雨水的增多,温暖湿润的环境正是给各种霉菌的生长提供了好机会。

同时,研究也发现在空气流通较小的密闭空间,被霉菌污染的程度显著高于室外空气。如接触空气中霉菌的环境、家庭和建筑物中的空调系统和各种装饰材料,一旦碰上适宜的温度、湿度,霉菌极易大量繁殖,并产生相应的毒素,危害到人们的健康。

人类社会进步非常迅速的今天,虽然急性、烈性传染病大幅度被控制,人类平均寿命不断延长,但以前不被人们重视的一些慢性病现在成了主要杀手,其中有一些疾病就与霉菌毒素有密切关系。

那么对于可能产生霉菌毒素的环境,我们认为有必要进行更深入的流行病学调查和环境评价,并且在环境消毒的同时,更应该关注霉菌的抑杀。

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